Nouveaux carburants

Mieux que l' hydrogène, la pile à hydrazine

29/09/2008

Quelle sera la voiture de demain ? La pile à combustible, qui produit de l'électricité utilisable ensuite par un moteur électrique, semble prometteuse. Sur ce segment, le constructeur japonais Daihatsu concocte un combustible alternatif à l'hydrogène : l'hydrazine.

C'est avec l'Advanced Industrial Science and Technology (AIST), au Japon, que Daihatsu a développé cette nouvelle pile à combustible. Une pile à l'hydrazine. L'intérêt ? Cette pile n'utilise pas de coûteux catalyseurs contenant du platine. Elle utilise des métaux beaucoup moins nobles : du nickel à l'anode et du cobalt à la cathode, car le milieu est moins acide et ne nécessite pas de métaux très résistants à la corrosion. Des métaux bon marché : 3 euros par véhicule contre 2700 euros pour le platine.

Autre avantage : la pile produit plus de 200 mW/cm2, davantage qu'une pile à hydrogène similaire. Comme le combustible est liquide à température ambiante, il peut être manipulé et stocké plus facilement que l'hydrogène. Enfin, l'hydrazine est un réducteur apprécié parce que ses sous-produits sont généralement l'azote gazeux et l'eau : pas un gramme de CO2 sous le capot.

Toxique. Seul problème jusqu'à présent : la sécurité du système. Poison redoutable au-delà d'une concentration massique de 30% et danger inflammable au-delà de 80%, les dérivés d'hydrazine n'ont rien d'inoffensif. La solution : fixer l'hydrazine chimiquement sous une forme solide et sûre appelé hydrazone dans le réservoir du véhicule. Et libérer uniquement la quantité nécessaire sous forme liquide : il suffit de remplir le réservoir avec de l'eau chaude pour libérer de l'hydrate d'hydrazine.
Le constructeur envisage d'utiliser ce modèle de pile à combustible dans ses futurs petits véhicules low-cost, dans le giron de Toyota.

Ana Lutzky

Les autres vies de l'hydrazine

Conservateur de chaudières. L'hydrazine est utilisé comme antioxydant, désactiveur d'oxygène et inhibiteur de corrosion dans l'eau des chaudières et des circuits de chauffage (dans ce rôle, on lui préfère désormais le N,N-Diethylhydroxylamine, de moindre toxicité).

"Sépareur" de déchets nucléaires. Elle est aussi utilisée pour réduire les sels de métaux et d'oxydes de métaux à l'état métallique dans l'électrolyse du nickel ainsi que dans l'extraction du plutonium à partir de déchets nucléaires.

Propulseur de fusées. L'hydrazine est actuellement utilisée dans les moteurs à faible poussée de positionnement des satellites, il a la particularité de ne pas nécessiter de comburant : c'est un monergol. On se sert de ces propulseurs pour manœuvrer les engins spatiaux, notamment à usage de moteur auxiliaire de la navette spatiale. C'est la réaction très exothermique de décomposition qui fait fonctionner le propulseur. Elle est obtenue en faisant passer l'hydrazine sur un catalyseur : cette réaction très exothermique (le catalyseur de la chambre peut atteindre 800 °C) se déclenche en quelques millisecondes et permet un dosage très précis. Elle produit de grandes quantités de gaz chaud à partir d'un petit volume d'hydrazine liquide, ce qui en fait un bon propergol pour la propulsion.

http://www.usinenouvelle.com/article/mieux-que-l-hydrogene-la-pile-a-hydrazine.147704

M. Me.

22/12/2008

Des travaux ont montré qu'il était possible de transformer des mélanges gazeux à base de CO2 en carburants, grâce à l'énergie solaire.

Et si les énormes quantités de gaz carbonique émises par les centrales thermiques, mais aussi les cimenteries ou encore les gisements de gaz naturel étaient récupérées pour fabriquer des carburants synthétiques ? Combiné à de l'eau et moyennant un apport d'énergie suffisant, le CO2 se transforme en un mélange de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrogène (H2), à partir duquel il est possible de fabriquer, grâce au procédé Fischer-Tropsch, des hydrocarbures à chaîne longue utilisables dans les moteurs.

Pour fournir l'énergie nécessaire, des chercheurs ont eu l'idée d'utiliser des «concentrateurs» solaires comme celui d'Odeillo (Pyrénées-Orientales), qui est capable d'atteindre des températures comprises entre 200 et 3 000 °C. Le tout sans dégager de CO2.

Les travaux menés à Odeillo, sous la direction de Gilles Flamant, chercheur au CNRS, ont montré qu'il était possible, en utilisant des oxydes métalliques comme échangeurs d'oxygène, de produire des mélanges gazeux (CO2/H2) et (CO/H2) qui peuvent ensuite être transformés en carburants.

Pour l'instant le coût de production du kilogramme d'hydrogène «solaire» est deux fois plus élevé que celui produit par la filière électrolyse/énergie nucléaire. Mais Gilles Flamant pense arriver à la parité d'ici dix à vingt ans : «Les optiques et le concentrateur solaire représentent 50 % du coût. Or, le prix de ces équipements devrait baisser à l'avenir», explique-t-il en regrettant que la France ait stoppé ses recherches dans le domaine de l'énergie solaire, entre 1985 et 2000. Du coup, les pays, comme l'Espagne et l'Allemagne, qui ont poursuivi leurs efforts, se retrouvent aujourd'hui à la pointe.


http://www.lefigaro.fr/sciences/2008/12/22/01008-20081222ARTFIG00295-de-l-energie-solaire-pour-produire-des-carburants-.php

Les algues et les algocarburants peuvent-ils sauver le monde ?


11/02/2009 (Par Sandra BESSON)

Les algues et les algocarburants peuvent-ils sauver le monde ?Les algues et les algocarburants peuvent-ils sauver le monde ?
Les algues pourraient servir à produire des biocarburants, les algocarburants, dont la production serait neutre en carbone et serait basée sur des cultures non alimentaires. Les algues avaient déjà rendu l’atmosphère terrestre viable il y a plusieurs millions d’années.

Les algues peuvent-elles à nouveau sauver le monde ? Ces plantes vertes microscopiques ont nettoyé l’atmosphère terrestre il y a plusieurs millions d’années et les scientifiques espèrent qu’elles pourront refaire la même chose en aidant le monde à se débarrasser des gaz à effet de serre et à créer de nouvelles réserves de pétrole.

Il y a longtemps, les algues avaient aidé la Terre à passer d’une atmosphère inhospitalière à une atmosphère capable de supporter la vie moderne, grâce à la photosynthèse, que les plantes utilisent pour transformer le dioxyde de carbone et les rayons du soleil en sucres et en oxygène.

Certaines de ces algues ont coulé en mer ou dans les lacs et se sont lentement transformées en pétrole.

Les algocarburants sont des agrocarburants de la famille des biodiesels

« Tout ce que nous faisons est de remonter le temps » a déclaré Steve Skill, un biochimiste au Laboratoire Marin de Plymouth. « La nature a fait cela il y a plusieurs millions d’années en produisant le pétrole brut que nous brûlons aujourd’hui. Donc en ce qui concerne la nature, il n’y a rien de nouveau ».

L’objectif est maintenant de trouver des manières économiques de transformer l’algue, l’une des formes de vie terrestres les plus anciennes, en huile végétale qui peut être transformée en biodiesel, en carburant d’avion ou autres algocarburants et produits plastique.

Les algocarburants sont des agrocarburants de la famille des biodiesels. Appartenant à la troisième génération d’agrocarburants, leur production est prévue à partir de microalgues à haute teneur en lipides.

« Nous moissonnons les rayons du soleil en utilisant les algues, puis nous extrayons cette énergie stockée sous la forme d’huile à partir des algues, et enfin nous l’utilisons pour faire des carburants et autres produits » explique Steve Skill.

Le biochimiste pense que d’ici une décennie l’industrie cultivera des algues en quantités viables pour la production commerciale d’algocarburants.

De tels carburants sont considérés comme étant neutres en carbone parce que les algues absorbent les gaz à effet de serre pendant leur croissance.

De nombreuses compagnies travaillent actuellement sur les algues et les algocarburants, tels que les groupes américains Sapphire Energy, OriginOil, BioCentric Energy et PetroAlgae.

Parmi les différents tests effectués, la compagnie aérienne Japan Airlines a réalisé un vol d’essai le mois dernier avec un avion volant grâce à un mélange de carburant comprenant de l’huile d’algue.

Le Laboratoire Marin de Plymouth explique qu’il applique à la biotechnologie ce que nous savons des algues dans les océans, une approche qui diffère de la plupart des recherches commerciales en cours. Certains affirment par ailleurs que le potentiel des algocarburants est surestimé, comme l’indique Carole Llewellyn, une chimiste marine.

« Les algues ont beaucoup d’attributs positifs mais il y a beaucoup d’obstacles à surmonter avant que les algocarburants ne deviennent une réalité commerciale » a-t-elle précisé.

Les biocarburants issus de cultures alimentaires ont été accusés d’avoir une part de responsabilité dans la hausse considérable des prix de l’alimentation. Or, les algocarburants présentent l’avantage d’être produits à partir de cultures non alimentaires et les algues poussent d’ailleurs dans des endroits inhabités, que ce soit des déserts ou des marécages.

Les algues peuvent pousser 20 à 30 fois plus rapidement que les cultures alimentaires.


http://www.actualites-news-environnement.com/19621-algues-algocarburants.html

Le Vigeant, premier site au monde à produire un agrocarburant de 3ème génération à base d'algues




Le 25 Mai 2009

La Région Poitou-Charentes innove dans les "agrocarburants" avec le lancement en mai 2009 de la première unité au monde de production de carburant de troisième génération à base d'algues, sur le site du Vigeant. La production industrielle devrait débuter dès 2010.

Lundi 18 mai 2009, Ségolène Royal, Présidente de la Région Poitou-Charentes déclarait : "Avec le site de production du Vigeant, la Région Poitou-Charentes se révèle une fois de plus pionnière et novatrice : elle inaugure le premier site au monde de production des écocarburants de troisième génération à base d'algues. C'est assurément un pas décisif pour préparer l'après-pétrole et lutter contre le réchauffement climatique, générer une croissance économique durable. »

Le site du Vigeant : une première mondiale en termes d'innovation

En 2007, un premier programme de recherche a été lancé par Valagro (un centre de Recherche & Développement pour la valorisation industrielle des agroressources) afin d'étudier la possibilité de produire des carburants à partir de microalgues. Très vite, les travaux confirment la forte productivité des microalgues par rapport aux oléagineux terrestres et identifient les algues métropolitaines comme potentiellement intéressantes.

Valagro développe alors un procédé qui permet transformer la biomasse algale en "écocarburant". Nous noterons que l'appellation évolue en même temps que la génération, de biocarburant, trompeur, puis d'agrocarburant, en partie inadapté pour la culture d'algues, le terme écocarburant est ici valorisé par ses promotteurs. Au delà de cette bataille sémantique quelque peu futile, cette troisième génération naissante mérite cependant que l'on s'y attarde.

Les algues comme source de carburant

Les algues, comme les plantes et certaines bactéries, sous l'action du soleil, fixent le CO2 de l'atmosphère pour se développer, c'est le principe de la photosynthèse. Ce qui est remarquable, c'est que la production d'un kg de biomasse algale utilise en moyenne 1,7 kg de CO2 et ce, sans aucun apport d'intrants phytosanitaires, ce qui n'est pas le cas des agrocarburants actuels.

D'un point de vue chimique, la photosynthèse est la réaction qui, à partir d'eau et de CO2, conduit à la formation de glucose, intermédiaire pivot qui est ensuite stocké au coeur de l'algue sous forme d'amidon, de cellulose et de sucres solubles. Dans un second temps, en fonction des conditions de culture, une partie plus ou moins importante de ces hydrates de carbone est transformée en lipides.

À titre d'exemple, une microalgue comme l'espèce Chlorella peut contenir, en fonction de la souche considérée, jusqu'à 35 % d'amidon, source potentielle de bioéthanol, et 40 % de lipides dont la composition est relativement proche d'une huile de colza ou de palme. En outre, du fait de leur remarquable efficacité à transformer le CO2, les microalgues produisent intrinsèquement bien plus de lipides que les oléagineux terrestres. Ainsi, Chlorella présente un rendement à l'hectare trente fois supérieur à celui du colza. Par conséquent, la biomasse algale peut constituer une source double d'écocarburants :

– une source de bioéthanol obtenu par fermentation des hydrates de carbone ;

– une source d'huile extractible qu'il appartiendra de transformer en esters.


Une culture qui exploite l'énergie tirée des déchets

Pour cultiver ces algues, le site de Vigeant va profiter de la présence d'un centre de stockage et de traitement de déchets de classe 2 non dangereux (ordures ménagères et assimilés, boues urbaines, déchets industriels banals, déchets industriels ultimes et déchets verts non compostés).

Ce site comprend une installation de tri et de préqualification des déchets et des alvéoles de stockage des déchets. Il bénéficie également d'une installation de valorisation du biogaz généré par les déchets qui permet la production d'électricité correspondant à une puissance de 3 mégawatts.

En effet, la décomposition, en anaérobie, des déchets enfouis dans un centre de stockage produit du biogaz qui est brûlé pour fournir de l'électricité et de la chaleur avec du CO2. Le biogaz est le résultat de la dégradation de la partie fermentescible (matière organique) contenue dans nos déchets. Naturellement riche en méthane, ce biogaz est récupéré grâce à un important réseau de canalisations déployé dans le massif de déchets, ce qui permet de valoriser l'énergie potentielle contenue dans les déchets.

La chaleur ainsi récupérée sert à réchauffer des bassins dans lesquels sont cultivées les algues. Grâce à la chaleur et à la reconduction de CO2, le rendement est très nettement amélioré :

- la culture algale devrait à terme absorber la totalité de la chaleur produite et passer au stade industriel. L'utilisation de la chaleur, dans la production des microalgues favorise leur croissance et leur développement ;

- injecté dans les bassins de culture algale, le CO2, généré lors des opérations de production d'électricité, favorise la croissance des microalgues. Ces dernières l'absorbent presque en totalité lors de leur développement.

Enfin, les algues subissent ensuite un traitement spécifique qui leur fait libérer, en fonction de l'espèce cultivée, de l'huile ou des sucres. Une fois récupérés, l'huile ou le sucre sont ensuite traités pour un faire un "écocarburant".

Avantage non négligeable et objet de nombreux reproches en ce qui concerne les agrocarburants actuels, l'utilisation de microalgues dans la fabrication de diester ne vient pas en concurrence d'autres cultures végétales susceptibles d'être utilisées dans l'alimentation animale ou humaine.

Actuellement, l'usine produit environ 4 500 litres par hectare, issus de 30 tonnes de biomasse sèche, ce qui est un peu plus faible que la betterave. Cependant, en 2010, 20 000 litres d'éthanol par hectare sont attendus.

Source :http://www.notre-planete.info/actualites/actu_1993.php